一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法技术

本发明专利技术公开了一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，计算各发电企业与所有电力用户间的发电用电曲线关联度系数矩阵λ；构建目标函数及其约束条件；求解目标函数，获取考虑发电侧负荷曲线匹配度的交易价差最大化时，各成交对中各主体的成交电量和成交价格。本发明专利技术提供的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，通过发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，保证发电‑用电曲线相似度高的发电企业和电力用户优先成交，最大限度的保证负荷曲线接近发电曲线。

【技术实现步骤摘要】
一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法
本专利技术涉及一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，属于电力系统自动化控制

技术介绍
电力系统中电源出力与负荷须实时功率平衡，在实际运行时两曲线完全相同。但是随着新能源的大量并入，电网存在多种发电出力特性的功率曲线，仍采用单一传统负荷曲线，无法改善系统中同时出现总负荷曲线的峰谷差、负荷率等传统负荷特性指标良好，但常规机组出力波动较大、新能源消纳水平低的情况。截至2018年6月底，我国的风电装机容量超过了1.7×108kW，风电具有强随机性，发电并网后会对电网功率产生波动。在新能源快速发展的过程中，“弃风”和“弃光”问题逐渐凸显，新能源消纳矛盾日益突出。要解决弃风弃光的问题，一方面需要强化系统对风电或光电的实际接纳能力；另一方面，在风电和光电领域顺利构建起高效率消纳的配套控制方法。现有的交易出清方法中都以费用最小为目标函数，进行了出清模型优化决策，但研究过程中未考虑到发电-负荷匹配度出清约束条件。如何有效支撑能源资源大范围优化配置的市场运作，落实国家能源战略、保障电力可靠供应和促进清洁能源消纳是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
技术实现思路
目的：为了最大化消纳新能源，保证传统机组出力的平缓，通过出清控制方法使得负荷曲线与新能源出力曲线相似，以实现电力系统源荷协调运行。本专利技术提供一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，包括如下步骤：计算各发电企业与所有电力用户间的发电用电曲线关联度系数矩阵λ；构建目标函数及其约束条件；求解目标函数，获取考虑发电侧负荷曲线匹配度的交易价差最大化时，各成交对中各主体的成交电量和成交价格。作为优选方案，所述发电用电曲线关联度系数矩阵λ的计算公式如下：其中：λmn为第m个发电企业与第n个电力用户之间的关联度系数。作为优选方案，所述λmn的计算步骤如下：发电企业的日典型出力曲线和电力用户的日典型用电负荷曲线，如下所示：假设有m个发电企业日典型出力曲线为P′g1、P′g2、……、P′gm；假设有n个电力用户日典型用电负荷曲线为P′d1、P′d2、……、P′dn；将每个发电企业日典型出力曲线与电力用户的日典型用电负荷曲线除以各自平均值，获得m个无量纲发电曲线Pg1、Pg2、……、Pgm与n个无量纲发电曲线Pd1、Pd2、……、Pdm；分别以Pg1、Pg2、……、Pgm为参考数列，计算Pd1、Pd2、……、Pdn与每个参考数列的关联度系数λmn。作为优选方案，所述目标函数公式如下：F1＝max∑λ(Rdj-Rgi)其中，λ为成交对的发电用电曲线关联度系数矩阵；Rdj、Rgi分别为成交对中电力用户j的申报电价及发电企业i的申报电价。作为优选方案，所述约束条件至少包括发电用电平衡约束、市场出清约束、发用协同约束其中一种。作为优选方案，所述发电用电平衡约束公式如下：电力用户的购电量与发电企业售电量相等，即式(20)中，Qdj、Qgi分别为电力用户j的购电量、发电企业i的售电量；C表示成交的市场主体。作为优选方案，所述市场出清约束公式如下：(1)发电报价从低到高排序，电力用户报价从高到低排序，即Rdj＞Rd(j+1)Rgi＜Rg(i+1)其中，Rdj、Rd(j+1)分别为第j个电力用户、第j+1个电力用户的交易申报电价、Rgi、Rg(i+1)分别为第i个发电企业和第i+1个发电企业的交易申报电价；(2)设第m个成交对中，对应的电力用户为M、发电企业N；最接近且低于报价的电力用户为M+1，最接近且高于N的发电企业为N+1；成交对m+1对应的市场主体如下公式所示：上式表示，优先成交报价高的电力用户及报价低的发电用户，当已成交的电力用户用电总量小于已成交的发电企业总量时，下一个成交对m+1对应的电力用户M+1，发电企业N；当已成交的电力用户用电总量大于已成交的发电企业总量时，下一个成交对m+1对应的电力用户M，发电企业N+1；(3)成交对m的出清电价为其中，RM、RN表示电力用户M和发电企业N的申报电价；(4)考虑到发电侧的售电报价不大于市场边际电价时才能中标，用户侧的购电报价不小于市场边际价格时才能中标，即Rdj≥RcRgi≤Rc其中，Rc表示市场边际价格。作为优选方案，所述发用协同约束公式如下：当市场主体申报的价格相同时，考虑发用电曲线相似度高的发电商或电力用户/售电商优先成交；假设有电力用户m和发电企业n，发电企业(n-1)，当发电企业n与发电企业(n-1)交易申报价格相同时，出清考虑发电用电相关性系数高的匹配对成交；当发用电曲线相似度相等时，各发电企业申报电量的一半成交；即：式(27)中，Qm、Qn、Qn-1表示电力用户m和发电企业n、发电企业(n-1)的申报电量。λmn代表第m个发电企业和第n个电力用户间的关联度系数；λm(n-1)代表第m个发电企业和第(n-1)个电力用户间的关联度系数。有益效果：本专利技术提供的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，同时考虑负荷需求和新能源发电状况，寻求一种度量两者相似性的方法，将新能源出力和用电负荷曲线的特性拓展为可表达其相互关系的新能源负荷特性指标，从而更加合理有效地描述新能源高渗透率电力系统负荷特性。通过发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，保证发电-用电曲线相似度高的发电企业和电力用户优先成交，最大限度的保证负荷曲线接近发电曲线。附图说明图1为本专利技术方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，本专利技术提出了一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，首先基于灰色关联度的发电-用电曲线进行相似度分析，然后建立考虑相似度的交易出清模型，最后基于MATLAB求解模型，得出交易出清方案。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：1基于灰色关联度的发电-用电曲线进行相似度分析1.1灰色关联度概述灰色关联度分析法是一种基于灰色理论的技术方法，它通过对灰色系统内有限数据序列的分析，寻求系统内部诸因素间的关系，找出影响目标值的主要因素，进而分析各因素间关联程度，是一种因素比较分析法。它通过确定参考数列和若干比较数列几何形状的相似程度，判断灰色过程发展态势的关联程度，目前灰色关联度分析方法已经在各个领域内均有广泛应用。灰色关联度评价法对数据要求较低，是一种原理简单的综合评价方法。它认为由于客观事物的复杂性，人们对客观事物的认识具有广泛的“灰色性”，即信息的不完全性和不确定性。灰色关联度分析的目的就是通过一定的方法，揭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：包括如下步骤：/n计算各发电企业与所有电力用户间的发电用电曲线关联度系数矩阵λ；/n构建目标函数及其约束条件；/n求解目标函数，获取考虑发电侧负荷曲线匹配度的交易价差最大化时，各成交对中各主体的成交电量和成交价格。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：包括如下步骤：
计算各发电企业与所有电力用户间的发电用电曲线关联度系数矩阵λ；
构建目标函数及其约束条件；
求解目标函数，获取考虑发电侧负荷曲线匹配度的交易价差最大化时，各成交对中各主体的成交电量和成交价格。


2.根据权利要求1所述的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：所述发电用电曲线关联度系数矩阵λ的计算公式如下：



其中：λmn为第m个发电企业与第n个电力用户之间的关联度系数。


3.根据权利要求2所述的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：所述λmn的计算步骤如下：
发电企业的日典型出力曲线和电力用户的日典型用电负荷曲线，如下所示：
假设有m个发电企业日典型出力曲线为P′g1、P′g2、……、P′gm；
假设有n个电力用户日典型用电负荷曲线为P′d1、P′d2、……、P′dn；
将每个发电企业日典型出力曲线与电力用户的日典型用电负荷曲线除以各自平均值，获得m个无量纲发电曲线Pg1、Pg2、……、Pgm与n个无量纲发电曲线Pd1、Pd2、……、Pdm；
分别以Pg1、Pg2、……、Pgm为参考数列，计算Pd1、Pd2、……、Pdn与每个参考数列的关联度系数λmn。


4.根据权利要求1所述的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：所述目标函数公式如下：
F1＝max∑λ(Rdj-Rgi)
其中，λ为成交对的发电用电曲线关联度系数矩阵；Rdj、Rgi分别为成交对中电力用户j的申报电价及发电企业i的申报电价。


5.根据权利要求1所述的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：所述约束条件至少包括发电用电平衡约束、市场出清约束、发用协同约束其中一种。


6.根据权利要求5所述的一种电力中长期考虑发电侧负荷曲线匹配度的出清方法，其特征在于：所述发电用电平衡约束公式如下：
电力用户的购电量与发电企业售电量相等，即



式(20)中，Qdj、Qgi分别为电力用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶力，张琳，王秋华，刘健，张庆贺，邹建业，杜新，齐文强，张健，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司，北京科东电力控制系统有限责任公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32